Новый алгоритм выделения центральной линии лазерной полосы для контроля лопаток турбины

Линейное лазерное 3D-сканирование является новой и перспективной автоматизационной технологией для контроля лопаток турбины. Одной из ключевых задач при линейном лазерном 3D-сканировании является выделение центральной линии лазерных полос. В некоторых областях наблюдается асимметрия профилей линий, вызванная высокой кривизной, например, на передних и задних кромках лопатки. Исходя из профиля линии по асимметричному гауссовскому распределению, в статье представлен новый алгоритм выделения центральной линии лазерной полосы на основе субпиксельного выделения границ и преобразования медиальной оси. Кандидатные точки границы лазерной полосы извлекаются по нулевому пересечению. На основе разложения по Тейлору и интерполяции можно точно оценить распределение градиента интенсивности (серого уровня) на границе. После этого точные точки границы извлекаются по экстремумам градиента, а центральная линия вычисляется путем преобразования медиальной оси от точных точек границы. Предложенный метод эффективно снижает ошибки, вызванные асимметрией профилей линий в областях высокой кривизны. Эффективность метода подтверждена с помощью моделирования и измерительных экспериментов. Результаты экспериментов показывают, что погрешность выделения для асимметричного гауссовского профиля линии находится в пределах ±0.15 пикселя, а среднеквадратичная ошибка в экспериментах по оценке точности измерений не превышает 0.015 мм.